Miért van energiahiány, ha nincs? - A hidegfúzió

Előadás anyaga - Nemzetközi Energetikai Konferencia

Aranyi László - 2009.06.06

 

A magfúzió lényege

Az emberiség ma túlnyomórészt olyan energiaforrásokat - kőolaj, kőszén, földgáz - használ, melyek károsítják környezetét, és beláthatatlan hatással vannak a Föld jövőjére. A normál körülmények között környezetbarát atomerőművek léte sok helyütt társadalmi ellenállást vált ki. A „zöld energiaforrások" - a nap-, szél-, vízenergia stb. - bár rendkívül ígéretesek, számos hátrányuk (időjárásfüggés, hatalmas területigény stb.) miatt egyelőre nem képesek felváltani a környezetszennyező technológiákat és az atomerőműveket. Ma nincs olyan energiaforrás, mely hosszú távon megnyugtatóan biztosíthatná szükségleteinket. Az emberiség jövője veszélybe kerülhet, ha nem talál megoldást erre az egyre fenyegetőbb problémára.

 

 

Városaink fuldokolnak

 

 

 

Az Atomerőművektől sokan félnek

 

 

 

A „zöld” energiára épített erőművek hatalmasak, nem nyújtanak kellemes látványt.

 

 

"Lehozni a Nap tüzét" a Földre

 

 

A Föld több ezer tudósa egy világméretű összefogás keretén belül 50 éve dolgozik azon, hogy ezt a veszélyt elhárítsa. Céljuk, hogy itt a Földön is munkára fogják azt az energiát, amely Napunk hatalmas energiakészletét biztosítja: vagyis az atomok magjainak egyesülésekor felszabaduló magfúziós energiát.

A Napban az energiatermelést alapvetően hidrogén-hélium fúzió szolgáltatja.

A hidrogén héliummá alakulása több lépésben megy végbe:

1. A hidrogén atommagok (protonok) deutérium magokká egyesülnek, neutrínó és pozitron keletkezése közben.

2. A deutérium magok protonokkal ütközve 3-as tömegszámú hélium atommagokká alakulnak, gammasugárzást bocsátva ki.

3. A 3-as tömegszámú hélium atommagok 4-es tömegszámúvá alakulnak protonok kilépése mellett.

Ez a proton-proton ciklus. A Napban végbemenő másik jelentős energiatermelő folyamat a szén-nitrogén-oxigén ciklus.

 

 

 

 

A proton-proton ciklus

 

A magfúzió során könnyű atommagok egyesülnek, és az így keletkező részecskék hatalmas mozgási energiával rendelkeznek. A kutatók olyan berendezések - fúziós reaktorok - készítésén fáradoznak, melyekkel földi körülmények között is megvalósítható a fúziós reakció, mégpedig úgy, hogy abból energia is termelhető.

A fúzió legmegfelelőbb üzemanyaga a Földön a hidrogénatom két izotópja, a deutérium és a trícium. Ezek annyiban különböznek a hidrogéntől, hogy atommagjukban a proton mellett egy, illetve két neutron is található. A fúziós reakcióban olyan nagy mennyiségű energia szabadul fel, hogy Magyarország egész évi villamosenergia-szükségletét mindössze 150 kg deutériummal és 230 kg tríciummal fedezni lehetne. Összehasonlításképpen, ugyanennyi energia előállításához körülbelül 10 millió tonna szén szükséges. A deutérium vízből kivonható, trícium pedig előállítható lítiumból. Mindkét anyag évmilliókig elegendő mennyiségben található meg a Földön.

 

 

Hidrogén, deutérium és trícium

 

A fúzió üzemanyagát mintegy 100 millió Celsius-fokra kell hevíteni ahhoz, hogy a beinduljon az egyesülés. Az anyag ezen a hőmérsékleten úgynevezett plazmaállapotba kerül (jobbra). Ez az anyag negyedik halmazállapotba, melyben az atommagokról a nagy hőmérséklet miatt leszakadnak az elektronok. Ilyen magas hőmérsékletű anyag semmihez nem érhet hozzá, mert azonnal lehűl, ezért el kell szigetelni környezetétől. Ezt rendkívül erős mágneses térrel oldják meg, ami hatással van az elektromos töltéssel rendelkező atommagokra és elektronokra, és képes azokat összetartani.

 

 

A 4. halmazállapot, a plazma

 

A fúziós energiatermelés megvalósítására az utóbbi évtizedekben széles nemzetközi együttműködés bontakozott ki. Európában például egy 2000 kutatót foglalkoztató projekt keretén belül folyik a munka. Magyarország is részt vesz a kutatásokban, az itthoni munkát a Központi Fizikai Kutatóintézetben működő Magyar Euratom Fúziós Szövetség irányítja.

A fúziós energiatermelés megvalósulására – becslések szerint -, még néhány évtizedet várni kell. A tervek szerint az első, villamos energiát szolgáltató erőművek valamikor a század közepén kezdenek működni. Ha a fúziós energiatermelés megvalósul, környezetszennyezés nélkül lesz képes mindörökké elegendő energiát szolgáltatni az emberiségnek.

 

 

A „Nap tüzét” hidrogén-bomba formájában már sikerült lehozni a Földre…

 

 

 

A tokamak

 

   

 

Az USA-ban gigászi lézerekkel tervezik meggyújtani a "Nap tüzét"

 

A tokamak magas hőmérsékletű plazma létrehozására szolgáló berendezés. Célja olyan körülmények elérése amelyben a plazma atommagjai között energiatermelésre használható gyakorisággal következnek be fúziós reakciók. E cél eléréséhez a plazma hőmérsékletnek 10-100 millió Kelvint kell elérnie ami kizárja hogy az bármilyen anyagi kontaktusban legyen a tárolóedény falával. Ennek megakadályozására a tokamak berendezés erős mágneses tereket alkalmaz.

A tokamak alapvető részei (lásd az ábrát) a tórusz alakú vákuumkamra, a toroidális tekercs, a transzformátor és további kiegészítő tekercsek. http://www.rmki.kfki.hu/plasma/fusion_sav/tokamak.h.gif

 

 

A tokamak elvi felépítése

 

A kamrát a kísérlet kezdetekor feltöltik a munkagázzal (általában hidrogénnel, deutériummal vagy héliummal) majd a toroidális tekercsben hajtott áram segítségével erös mágneses teret keltenek a tóruszban a cső hossztengelye mentén. Amikor a tér már felépült a transzformátor primer tekercsében egy időben lineárisan növekvő áramot indukálnak. Ez a tórusz mentén elektromos teret indukál, (a tórusz maga tekinthető a transzformátor szekunder tekercsének) és ez az elektromos tér egy gázkisülést indít meg a munkagázban amely ennek hatására gyorsan ionizálódik. Az így keletkezett plazmában a transzformátor erős áramot indukál és az magas hőmérsékletre fűti a plazmát. A plazmaoszlopnak a vákuumkamra közepén tartásához kiegészítő szabályzó mágneses tekercsek szükségesek.

 

 

Az ITER

Az erőmű, az ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) helyszínéről már korábban döntöttek: a dél-franciaországi Cadarache-re esett a választás, amely a francia nukleáris kutatás egyik központja. A reaktor tényleges kivitelezését 2008-ben kezdték el, 2016-ban pedig már az első próbaüzemet is elvégezhetik.

 

 

Az ITER tágabb környezete

 

Amennyiben az ITER sikeres lesz, a következő fázisban már az ipari méretekben is energiát termelő erőmű, a DEMO is felépülhet, ennek várható időpontját 2025 és 2035 közé teszik a szakértők. Igaz, sokan inkább a század végére valószínűsítik a Nap energiájának megszelídítését. Az óriás-beruházás 4,7 milliárd euróba kerül, ezzel a Nemzetközi Űrállomás után a második legdrágább tudományos projekt lesz. A költségek 45,4 százalékát az Európai Unió állja, a többit a másik hat állam adja össze.

A reaktor 500 megawatt villamos energia termelésére lesz képes a fúzió 400 másodperce alatt, ennek ellenére mégsem lesz nettó áramtermelő, hiszen a fúziós működés fenntartásához folyamatosan 120 megawatt teljesítményre van szükség, a reakció beindítása pedig néhány tíz másodperces 500 megawattos lökést igényel.

A szabályozatlan fúziós energia-felszabadítást Teller Ede és csapata hidrogénbomba formájában már megvalósította, de az irányított fúzió iparszerű felhasználására optimista becslések szerint is legalább negyven-ötven évet várni kell. Ha az ITER gazdaságosan és sikeresen működne, egyetlen kilogrammnyi fűtőanyaga ugyanannyi energiát termelne, mint 10 millió kilogramm hagyományos (fosszilis) tüzelőanyag. Az ilyen erőmű sokkal tisztább lesz nemcsak a hagyományos, hanem az atomerőműveknél is, mert nincs károsanyag-kibocsátás, illetve mind az alapanyagok, mind pedig a keletkező végtermékek sokkal veszélytelenebbek az uránnál, a plutóniumnál vagy azok származékainál.

Olyan környezetbarát energia lenne, amely hosszú távon és gazdaságosan képes az emberiség egyre növekvő energiaigényét kielégíteni. Egy ilyen erőmű megépítése rendkívül költséges, de minden eddig ismert technológiánál olcsóbban szolgáltatná az energiát. Mindez igen jól hangzik ugyan, de a fúziós reaktor megvalósítása előtt még hatalmas akadályok tornyosulnak. Ahhoz, hogy kontrollálni tudják a fúziót, a gázokat 100 millió Celsius fokra kell hevíteni, ami ötször magasabb a Nap belső hőmérsékleténél.

 

Az ITER fő reaktora
Mellette a Jet, viszonyításképpen egy emberi alakkal

 

Laboratóriumi körülmények között lehetetlen előállítani a csillagokban uralkodó viszonyokat. Az ehhez szükséges technikai feltételek megteremtése óriási kihívást jelent a tudósok számára. A százmillió fokos hőmérséklet ugyanis, amelyben a hidrogén és hélium plazma formájában lesz jelen, rendkívül nehezen állítható elő, és a plazma szabályozása, körülhatárolása is csak rendkívül drága - nióbium-ón szupravezetőket tartalmazó - berendezésekkel lehetséges. A tervek szerint a plazmát mágneses mező segítségével tartanák egyben, viszont a jelenlegi anyagismereteink szerint nincs olyan anyag, amely kibírná a folyamatos és rendkívül erős sugárzást, így eddig csak néhány tizedmásodpercig sikerült fenntartaniuk a fúziót.

Bár még mindig ez a megoldás tűnik a legkecsegtetőbbnek, ugyanis ezzel a technológiával sikerült a legtöbb energiát előállítani. Az Európai Unió Oxford közelében lévő culhalmi kísérleti reaktorában (JET) 1997-ben fél másodpercre már sikerült 16,1 megawatt energiát kinyerni, igaz, ehhez 25 megawatt villamos energiát használtak fel. Az amerikai Berkeley Egyetemen viszont más módszerrel kísérleteznek: lézernyalábokkal nyomják össze és hevítik fel a lefagyasztott üzemanyagcseppeket, itt az energia-felszabadulás robbanásszerűen megy végbe.

Az ITER sikeres működésében azonban nem mindenki bízik, a kétkedők között van például Edouard Brézin, a Francia Tudományos Akadémia elnöke és a nagyhírű École Normale Supérieur elméletifizika-laboratóriumának professzora. Szerinte túl optimisták azok, akik úgy gondolják, hogy a fúziós energia ötven éven belül eljuthat az iparszerű termelés szintjére. A reaktort sokan csak presztízsberuházásnak tartják, amely más kutatásoktól vonja el a pénzt, amelyek esetleg már rövid távon is kielégíthetnék a növekvő szükségleteket.

Gőzerővel folyik az új negyedik generációs atomerőművek fejlesztése, amelyek 2030 után válthatják le a hagyományos, évtizedek óta működő és az újaknál alacsonyabb hatásfokú reaktorokat. Ezek az új, magas hőmérsékletű erőművek 50 százalékkal hatékonyabbak, biztonságosabbak és jóval olcsóbbak a jelenleg használt megoldásoknál, így ezekkel egyes vélemények szerint eljöhet az atomenergia reneszánsza. Jelenleg azonban a magas költségei miatt csak kooperációban valósíthatók meg az ilyen típusú fejlesztések

 

 

Magfúzió "szobahőmérsékleten"?

A hidegfúzió tulajdonképpen nem más, mint energia-előállítás hidrogénatommagok héliummá való egyesítésével alacsony hőmérsékleten. Ezt többféleképpen lehet elérni. A leglényegesebb probléma ezzel kapcsolatban abból adódik, hogy a hidrogénatommagokat olyan közelségbe kell juttatni egymáshoz képest, hogy az elektrosztatikus taszítóerőt legyőzze a magerő, és ezáltal létrejöjjön az egyesülés. Erre az a legmegfelelőbb megoldás, ha megszüntetjük a taszítóerőt, vegyis semlegesítjük a hidrogénprotonokat. Ez úgy lehetséges, ha a protonokat megfelelő számú elektron veszi körül. Erre a legmegfelelőbb megoldás, ha a protonokat egy fémkristályba "töltjük". Erre a célra a palládium nevű fém a legmegfelelőbb. Azonban újabb problémák merülnek fel. Egyrészt a palládium egy bizonyos protonmennyiség esetén telítetté válik, és megváltoznak fizikai tulajdonságai: rideggé, törékennyé válik. Másrészt viszont a fúzió során keletkező reakciótermék (hélium) "elfoglalja" a hidrogénprotonok helyét.

A hidegfúzióval kapcsolatos gyakorlati kísérletek elvégzése az Utah állambeli Salt Lake City-ben fekvő utahi egyetem két elektrokémikusa, Martin Fleischman és Stanley Pons nevéhez fűződik. E két kutató 1989. március 23-án sajtóértekezletet hívott össze. Kijelentették, hogy 5 éves kísérletezés után sikerült egy olyan hidegfúziós készüléket létrehozni, mely 5-ször annyi energiát termel hő formájában, mint amennyi elektromos energiát be kell fektetni a fúzióhoz, valamint a fúzió során fellépő sugárzás elhanyagolható.

 

 

Az ábrán látszik az az egyszerű elektrokémiai készülék, ami az effektus létrehozására alkalmas. A készülék lényege a rendkívül egyszerű két elektróda. Az anód (pozitív elektród) egy spirál alakú vékony platinaszál, melynek feladata az, hogy az ott kiváló oxigén maró hatásának ellenálljon. Sokkal fontosabb a negatív elektród (katód) szerepe, hiszen ez készült palládiumból. Ez egy 1cm vastag henger alakú fémkristály. Lényeges a palládium előzetes, megfelelő hő- ill. mechanikai kezelése - az eltérő kristályszerkezet, valamint a kristályban előforduló szennyezőanyagok miatt. A két kutató elektrolitként nehézvizet használt, ebbe azonban, hogy vezetőképes is legyen litium-oxid-deuterid (LiOD) nevű anyagot oldottak fel. Az eletrolitot kb. 90°C-ra melegítették fel, hogy a fúzió létrejöhessen. Az egész készüléket egy víztartályba helyezték azért, hogy a felszabaduló hőt mérni tudják.

A hidegfúziós kísérletekben az áttörést egy kívülálló megjelenése hozta: James Patterson ipari vegyész. Mivel Patterson sokat foglalkozott palládiummal, jól ismerte annak fizikai tulajdonságait. Így ő egy olyan eljárást dolgozott ki, melynek folyamán kiküszöbölhető a palládium protonnal való megtelése. Egy 1/1000 mm vastagságú palládium-lemezt használt, melyet vékony nikkelbevonttal vont be. Így a palládiumon a telítettségének hatására létrejövő repedéseken a hidrogén nem tudott eltávozni.

Patterson másik újdonsága az volt, hogy rájött arra, hogy elektrolitképpen közönséges "csapvíz" is megfelelő.

Patterson a végén már 1kW-os többletenergiát is elő tudott állítani.

Fontos felismerés született a hidegfúzióval kapcsolatosan az olasz kutatók részéről. Rájöttek ugyanis arra, hogy, ha a palládiumcella feszültségét változtatjuk, akkor a reakciótermékként létrejövő héliumot a feszültségingadozás "kisöpri" a rendszerből, ezáltal lehetőséget ad a további fúziós folyamat működésére.

 

 

Pons és Fleischman készüléke

 

Manapság körülbelül 200-300 kutató foglalkozik világszerte a hidegfúzió kérdésével. Ugyanakkor a kutatók két táborra oszlanak a kérdéssel kapcsolatban. Ez elsősorban abból adódik, hogy még a Fleischman-Pons effektus felfedezése idején több kutató próbálta megismételni a hidegfúziós kísérletet. Azonban a palládium, mivel fizikai tulajdonságait tekintve rendkívül "kényes" anyag, sok kutatót fullasztott kudarcba. Ebből adódóan sokan elpártoltak ennek az új energianyerési módszernek a kutatásától, mondván a hidegfúziós folyamat nem valósítható meg. Ezért e téma tekinthető elhanyagoltnak, annak ellenére, hogy még nagyon sok szabadalom vár megadásra.

 

 

Stanley Pons és Martin Fleischman

1943-ban született Valdese-ben, Észak-Karolinában. Elektrokémikus. 1989. március 23-án számolt be sajtótájékoztató keretében, Martin Fleischmannal közösen, az általuk kidolgozott, korábban teljességgel lehetetlenségnek tartott, sikeres hidegfúziós kísérleteik eredményéről.

Martin Fleischmann 1927-ben, Karlovy Varyban született, Csehországban. Szintén elektrokémikus. Az 1980-as és 1990-es években együtt dolgoztak a hidegfúzió megvalósíthatóságán, palládium elektródot használva.

 

 

Stanley Pons és Martin Fleischman sajtótájékoztatója 1989. március 23-án

 

Bejelentésük világszerte vihart kavart, el kellett hagyniuk az Egyesült Államokat, Franciaországban telepedtek le, ahol ipari méretekben próbáltak előállítani hidegfúzióval működő telepeket. Törekvésük – a hírek szerint – nem járt sikerrel.

 

Ellentmondások a kísérletek során

Fleischmann, Pons [1] és Hawkins [2] alapvető felfedezése óta, miszerint nehézvíz elektrolízisekor, ha katódként palládiumot használunk, nukleáris reakcióra kerül sor, dolgozatok százait közölték e problémáról. Martin Fleischmann és Stanley Pons elektrolízist alkalmaztak palládium elektródákon, melyeket deutériumot tartalmazó nehézvízbe merítettek. Heteken át vezettek áramot a készülékbe, időről-időre új nehézvizet használva. A deutérium nagy részéről úgy gondolták, hogy az anódon képződő oxigénnel összekapcsolódva buborékként távozott a rendszerből. A rendszer hőmérséklete az idő nagy részében stabilan 30°C volt, a távozó energia pedig egyenlő volt a bemenő energia mennyiségével. A kísérletek egy részében azonban a 30°C-os hőmérséklet hirtelen 50°C-osra emelkedett, annak ellenére, hogy a bemenő áramon változtattak volna. A felfedezés ellentétben áll eddigi ismereteinkkel, ezúttal pedig az emberiség kínzó energiaproblémáinak egyszerű megoldását ígéri. Sajnos a szóban forgó rendszer viselkedése nem egyértelmű: hozzávetőleg ugyanannyi dolgozatban (és sajtóértekezleten) számoltak be az eredeti eredmények megerősítéséről, mint cáfolatáról. A negatív tapasztalatok esetében vagy a neutronokat, vagy a tríciumot, vagy a fölös hőtermelést, vagy a magreakcióra utaló egyetlen jelzést sem sikerült megerősíteni

Igen nagy a nyomás a hidegfúzióval foglalkozó tudósokon, hiszen berendezéseik költsége szerény töredékét teszi ki az euro milliárdokért felépített gigászi szerkezeteknek. Ennek ellenére mégis vannak eredményeik, a világ minden részén lefolytatott kísérletek százai-ezrei bizonyítják az alacsony hőmérsékleteken is végbemenő magfúzió létét. Nem kell tehát évtizedekben és euro-milliárdokban gondolkodni a tiszta energia megvalósítása terén, pusztán a kísérletek finomításával tökéletesíteni kellene a már ismert eljárásokat, eljárásokat, melyeknek korábban még a hatásmechanizmusát is lehetetlennek tartották.

A legalaposabb, egy évtizedig tartó ellenőrző vizsgálatsorozatot az USA haditengerészetének űr- és tengeri hadviselési rendszerekkel foglalkozó kutatóközpontja végezte. Deutériumban dús vízben palládium-kloridot oldottak. Az oldatba vezetett elektromos áram hatására a rézből vagy ezüstből készített negatív elektródon együtt rakódott le a palládium és a deutérium. Fél óra elteltével a palládium bevonatú katód hőmérséklete 3 Celsius-fokkal magasabb volt, mint a környező folyadéké. Egyetlen magyarázat adódott: az energia valamilyen módon a katódban szabadult fel! A szokatlan jelenséget tovább vizsgálva sem találtak azonban egyértelmű kísérleti bizonyítékot arra, hogy az esetenként megfigyelt hőenergia-többlet atommagok összeolvadásából származna. A haditengerészeti kutatóintézet munkatársai óvatosan fogalmaztak, mindössze azt állítják, hogy érdekes jelenségre bukkantak, amely további tanulmányozást érdemel.

 

 

Újabb remény: buborékok

 

  

 

Taleyarkhan és Lahey

 

2002-ben az amerikai Oak Ridge nemzeti laboratórium néhány munkatársa Rusi Taleyarkhan és Richard Lahey vezetésével a rangos Science magazinban közölt cikkében azt állította, hogy a korábbitól eltérő módon, egyszerű "asztali" kísérletben sikerült termonukleáris fúziót létrehozniuk. Hengeres tartályba acetont töltöttek, ezt vették körül a folyamatokat beindító és az eredményeket észlelő berendezések. Az acetonban a hidrogénatomokat előzőleg deutériumra cserélték, vagyis a közönséges hidrogén helyébe annak nehezebb izotópja került. Az acetont hanghullámoknak tették ki, ennek hatására parányi buborékok keletkeztek a folyadékban. A buborékok később összeroppantak, ezt a folyamatot fényfelvillanás kíséri, ez az ún. szonolumineszcencia (hanggal keltett fénykibocsátás) régóta ismert jelensége.

 

 

A szonolumineszcencia jelensége

 

A kísérletezők a hanghullámokon kívül intenzív neutron-besugárzásnak is kitették az acetont. Állításuk szerint a neutronoktól átvett energia az acetont felmelegíti, mire az aceton párologni kezd, emiatt a parányi buborékok látható méretűre, kb. 1 mm átmérőjűre nőnek meg. Ezeknek a nagy buborékoknak az összeroppanása során lépnének fel azok az extrém, a Napban lévő viszonyokra emlékeztető hőmérsékleti és nyomásviszonyok, amelyek elengedhetetlenek az atommagok összeolvadásához.

A deutérium-deutérium fúziós folyamat kétféle módon mehet végbe: az egyik esetben a hidrogén bomlékony legnehezebb izotópja, trícium keletkezik, a másik esetben pedig nagyenergiájú neutronok lépnek ki. A kutatóknak közleményük szerint sikerült tríciumot kimutatni az acetonban, és kilépő neutronsugárzást is észleltek. Az eredmény híre a közzététel előtt gyorsan kiszivárgott. A laboratórium vezetése azonnal felkért egy másik csoportot az ellenőrző kísérletek elvégzésére. Az ellenőrző csoport ugyanazt a kísérleti berendezést használta, csak a neutronok kimutatására szolgáló észlelőrendszerük volt más. Nem találtak kilépő neutronokat, és fúzió nélkül is magyarázatot adtak az acetonban talált tríciumra.

 

 

A kitáguló és összeroppanó buborékokban hihetetlen magas hőmérsékletek is megjelehetnek

 

 

A legújabb kísérletek

Rusi Taleyarkhan az amerikai Purdue Egyetemen végezte újabb kísérleteit. Az alapelv nem változott: állítása szerint a folyadékban keltett buborékok összeroppanása során olvadnak össze a deutérium-atommagok. A folyadék aceton és benzol keveréke volt, a molekulákban a hidrogénatomokat deutériumra cserélték. Ezúttal nem sugározták be a folyadékot neutronokkal. Az elegyhez uránsót adtak; az urán radioaktív bomlásakor kilépő alfa-részecskék voltak azok a magok, amelyek elősegítették a buborékok kialakulását. Az urán spontán hasadásra is képes, ennek során természetesen neutronok is kilépnek. Taleyarkhan szerint az általa észlelt neutronok nem származhatnak az urán hasadásából, mert jóval nagyobb energiájúak azoknál.

A legnagyobb problémára egyelőre nincs magyarázat: a kísérlet időnként működik, időnként viszont nem. Egy a hidegfúziós kísérletek elemzésével, kritikájával régóta foglalkozó szakértő szerint a kozmikus sugárzás és a levegő kölcsönhatásából erednek a neutronok, a kozmikus sugárzás intenzitása pedig természetesen ingadozik. Be kellene bizonyítani, hogy a neutronok valóban a buborékokból származnak, ehhez a jelenleginél jobb időfelbontású mérésekre lenne szükség. A fúzió bizonyítéka lehetne trícium kimutatása is, ehhez a trícium bomlása során kilépő elektronokat kellene észlelni. Ezt a mérést viszont reménytelenné teszi az urán bomlásából származó elektronok nagy száma.

 

 

Új eredmények bejelentése

Húsz évvel az első kísérletek után a téma előkerült az Amerikai Kémiai Társaság most zajló éves konferenciáján is, ahol "alacsony energiájú magreakció létezésével kapcsolatos bizonyító erejű eredményeket" mutattak be amerikai kutatók. A konferencián lényegében csak a hidegfúzióról volt szó.)

A bejelentés szerint az egyik kísérletben bizonyítékot találtak a hidegfúzió lejátszódására: eszerint egy alacsony energiájú berendezés működése során neutronok keletkeztek, ami „a magreakció lejátszódásának árulkodó jele" – jelentette be  Pamela Mosier-Boss (SPAWAR, az USA haditengerészetének űr- és tengeri hadviselési rendszerekkel foglalkozó kutatóközpontja) bizakodó: „Tudomásunk szerint ez az első tudományos jelentés LENR-berendezésből (alacsony energiájú nukleáris reakció) származó magas energiájú neutronokról."

 

 

A hidegfúziós kísérletek felépítése

Mosier-Boss kutatócsoportja már évek óta folytat ilyen irányú kísérleteket. Amennyiben végbemegy a fúzió, akkor valóban a keletkező neutronok árulkodhatnak róla, ezért tekintik most biztatónak, hogy állításuk szerint sikerült detektálni őket.

 

Mosier-Boss kutatócsoportja megtalálta a neutronok nyomait

 

 A hidegfúziós kísérletekben többnyire egy fémet (például palládiumot vagy nikkelt) és oldatként deutériumot vagy hidrogént használnak, az egész rendszert pedig valamilyen külső hatás (például elektromos, mágneses vagy lézersugár) segítségével indítják be. A reakciók során két deutérium (2H) fúziójából egy hélium-4 molekula (4He, a hélium egyik nem radioaktív, könnyű izotópja) jön létre, ezenkívül 24 MeV energia szabadul fel. (Összehasonlításképpen: egy U-235 atom - az urán egyik hasadó izotópja - hasadásakor 200 MeV energia szabadul fel.) Ez ekkor még egy köztes állapot, és háromféle úton bomolhat tovább: egy neutron és egy 3He keletkezik, egy proton és egy trícium (3H) vagy a megmaradó héliumizotópon kívül még gamma-sugárzást bocsájthat ki a rendszer. A neutronok és a héliumgáz keletkezése tehát mind a deutérium atommagok fúziójára utalnak.

Mosier-Boss és kollégái kísérletükben egy hasonlóan felépített berendezéssel dolgoztak: egy nikkelből vagy aranyból készült vezetéket használtak elektródaként, ezt palládium-klorid és deutérium (vagyis "nehézvíz") keverékébe merítették, majd áramot vezettek az eszközbe. A reakciók során kibocsájtott nagy energiájú részecskék (többek között a keresett neutronok, melyeket a deutérium atomok fúziója termelne) felfogására és nyomon követésére egy speciális műanyagot alkalmaztak (CR-39-et, amiből egyébként szemüveglencséket is készítenek). A kísérlet végeztével ennek vizsgálatával figyelhetők meg a nagy energiájú részecskék által hagyott árkok.

 

 

 

Modern, nagyenergiájú fúziós kísérlet és a berendezés kiépítése

 

 

 

Neutronokra utaló nyomok

A kutatók beszámolója szerint az anyag vizsgálata során talált nyomok hármas mintázatot mutattak, melyek azonos kiindulópontból származhatnak. A kutatócsoportban úgy gondolják, hogy a magreakciók eredményeként, a deutérium-magok fúziójakor létrejövő neutronok becsapódásával alakultak ki a nyomok, vagyis ezzel az eljárással már bizonyítható a neutronok jelenléte ezekben a reakciókban.

 

 

Korlátlan energia

A fúziós energiatermelés egyedülálló tulajdonságai miatt a jövő egyik meghatározó energiaforrása lehet, mely megoldást kínál az emberiség egyre súlyosbodó környezetszennyezési és energiagondjaira.

A hidegfúzió mint kutatási terület egyelőre igen kis figyelemben részesül, és valószínűleg csak sokára derül ki, hogy a hidegfúziós elképzelések valóban használhatóak-e a gyakorlatban is. Jelentősebb támogatás mellett a kutatómunka felgyorsítható lenne, befektetésnek euro milliárdok töredéke is elegendő lenne, s akkor belátható időn belül akár minden egyes háztartás a „Földre hozott Nap tüzével” biztosíthatná otthona energiaigényét. Mindezt tisztán, környezetszennyezés-mentesen, olcsón és kifogyhatatlanul.

 

 

A Föld a béke szigetévé válhatna

 

 

Források:

http://www.origo.hu/tudomany/technika/20031010fuzios.html?pIdx=1

http://sg.hu – Indul a fúziós erőmű építése Franciaországban

http://tttweb.hu/gyujtemenyek/cikkek/regi/Technika/Hidegfuzio.htm

http://www.kfki.hu/chemonet/hun/teazo/teaidx.html

http://www.origo.hu/tudomany/20090324-hidegfuzio-neutronokra-utalo-nyomokat-jelentettek-be-2009ben.html

http://i.friendfeed.com/cfc0f50a8a0e7479e4e239edffaf296ac11d18aa

 

 

Vissza a nyitólapra